成都天才少年新研究又双叒叕上Nature了!已经是今年第4篇……

川报观察 2021-07-22 16:32 748

川观新闻记者 徐莉莎 综合报道

7月21日,来自成都的天才少年,年仅26岁的“石墨烯大神”曹原以第一作者和通讯作者的“强势姿态”再次在国际顶尖学术期刊Nature上发表了关于魔角石墨烯的最新研究成果。

曹原。(图片来源:科技日报)

这是这位95后天才少年的第8篇Nature论文,也是他今年的第4篇Nature论文。距离上一篇Science,仅过去了三个月。

从2018年发现魔角石墨烯以来,曹原已经发了8篇Nature、1篇Science。

这位“海啸级后浪”1996年出生在成都。据媒体报道,11岁时,因天赋秉异,他被选拔进入深圳耀华实验小学超常班。

在不到三年的时间里,曹原读完了小学六年级、初中、高中。初一只读了一个月,初二读了三个多月,初三还没待够半年就参加了中考。14岁时,曹原以669分的高考成绩被中科大少年班录取。

2018年,曹原发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度,就会产生超导效应,被称为“魔角石墨烯”。《Nature》在当年3月发表了两篇以他为第一作者的石墨烯重磅论文。他的发现,开创了物理学一个全新的研究领域,有望大大提高能源利用效率和传输效率。

这篇论文又讲的是啥呢?

7月21日,曹原在Nature发表了题为《Pauli-limit violation and re-entrant superconductivity in moirégraphene》的论文。

看不懂吧?

简单来说,曹原的研究发现,魔角扭曲三层石墨烯表现出超导性,而且这种超导性在强磁场下持续存在,这一发现可能会导致量子计算的进步。

麻省理工学院的物理学家在一种按“魔角”扭曲的三层石墨烯材料中观察到罕见的超导现象 图片来源:Pablo Jarillo-Herrero, Yuan Cao, et al.

怎么理解呢?

大多数超导材料会在强磁场环境中失去超导性。曹原所在的研究团队发现了一种新的超导材料,能在高达10特斯拉的强磁场下保持超导性,这大约是传统超导材料承受能力的三倍。

研究人员从石墨上剥离出单层原子厚度的碳原子层,将三层堆叠在一起,并将中间的一层相对于外层旋转1.56度,由此制造出这种按“魔角”扭曲的三层石墨烯材料。

研究人员表示,这种新材料的抗磁超导性可以极大地改进磁共振成像技术,帮助磁共振仪在更强的磁场下运行,从而产生更清晰的图像;它也可以帮助科学家设计更强大的超导体,以用于实际的量子计算。

Nature评论认为,这个发现未来有助于设计更强大的核磁共振成像设备,以及为制造更鲁棒的量子计算机开辟新方向。

曹原的导师、Jarillo-Herrero认为,即使这次的三层石墨烯不是稳定量子计算最终需要的,也能在此基础上更容易设计出新的材料。

目前,曹原团队正在计划深入研究该材料以确认其确切的自旋状态,希望为开发下一代更强大的 MRI 机器和更强大的量子计算机的设计提供更多的信息和科学依据。

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